Co to jest błąd łuku DC?
Usterką łuku jest przepływ energii elektrycznej przez szczelinę powietrzną za pomocą zjonizowanych cząsteczek gazu. Podczas gdy powietrze jest zwykle uważane za medium nieprzewodzące, wysoka różnica potencjału (napięcia) między dwoma przewodami w bliskiej odległości może spowodować, że cząsteczki powietrza rozkładają się na ich zjonizowane składniki (zwane'Plazmowe'), która może następnie przenosić ładunek z jednej elektrody na drugą.
Temperatura łuku elektrycznego zależy od wielu czynników, takich jak poziom przepływu prądu, ale w typowym systemie fotowoltaialnym łatwo jest topić szkło, miedź i aluminium oraz inicjować spalanie otaczających materiałów.
W okablowanie DC systemów fotowoltaicznych występują usterki łuku DC.
Schemat schematu–Inwerter strunowy układu słonecznego z niezabezpieczonym okablowaniem DC. Okablowanie, połączenia i urządzenia elektryczne narażone na uszkodzenia łuku DC są pokazane na czerwono
Czy łukowanie jest problemem w systemach elektrycznych ac? Nie
Łuk nie jest postrzegany jako typowe zagrożenie w zwykłych układach elektrycznych ac. Dzieje się tak częściowo dlatego, że normy, praktyki i konstrukcje komponentów w branży elektrycznej ewoluowały w ciągu ostatnich 100 lat do tego stopnia, że nowoczesne instalacje prądu przemiennego są bardzo bezpieczne.
Łuk jest mniejszym problemem w systemach prądu przemiennego, ponieważ łuki ac mają tendencję do samogasnącego napięcia, gdy napięcie zmienia się, przechodząc przez 0 V sto razy na sekundę dla standardowych dostaw sieci. Aby łuk był samowystarczający, warunki do uruchomienia łuku muszą być obecne w sposób ciągły. dc pozostaje przy stałym napięciu, a po ustanowieniu łuku będzie on kontynuowany tak długo, jak długo napięcie DC jest
Czy we wszystkich systemach słonecznych występują usterki łuku DC? Nie
Usterki łuku DC występują tylko w systemach falowników strunowych, które mają niezabezpieczone obwody napięcia DC powyżej około 80 V DC.
Gdzie w układzie słonecznym występują usterki łuku DC?
Usterki mogą wystąpić w dowolnym miejscu okablowania DC, który biegnie od modułów słonecznych na dachu do falownika strunowego, który jest zwykle instalowany w sąsiedztwie głównej rozdzielnicy. Istnieje około 26 połączeń w obwodzie DC małego domowego układu słonecznego (2kW), które są dokonywane na miejscu przez instalatora słonecznego i około 50 połączeń w systemie 5kW. Wszystkie te połączenia podejmowane przez instalatora słonecznego jest potencjalnym punktem awarii.
Istnieją również dodatkowe połączenia wewnątrz modułów słonecznych, izolatorów DC i falownika strun, które są potencjalnymi punktami awarii.
Jakie są typy usterek łuku DC występujących w systemach słonecznych przy użyciu falowników ciągów?
Istnieją trzy typowe typy usterek łuku DC:
Serii–Łuk szeregowy występuje, gdy połączenie jest przerwane, gdy PV wytwarza prąd. Każde połączenie przerywane w obwodzie prądu stałego może spowodować zawarcie usterki łuku DC. Połączenia te mogą obejmować połączenia lutowane w module, połączenia przewodowe typu kompresji, złącza stosowane na przewodach przewodowych dołączonych do modułów fotowoltaików, połączenia w izolatorach PRĄDU STAŁEGO, połączenia w falowniku, wszelkie obwody DC w falowniku lub którykolwiek z okablowania DC w obwodzie ciągowym.
Równoległe–Łuki równoległe występują, gdy występuje awaria w układzie izolacyjnym i przepływy prądu między dodatnim a ujemnym. Dwa przewody o przeciwnej polaryzacji w tym samym obwodzie DC są często prowadzone w bliskiej odległości od siebie. Izolacja między dwoma przewodami może stać się nieskuteczna z powodu żucia zwierząt, rozpadu UV, kruchości, pękania, wnikania wilgoci i uszkodzeń mechanicznych. Równoległe błędy łuku mogą być kontynuowane wzdłuż przewodów w kierunku materiałów do spalania tablicy po drodze.
Do ziemi–Usterka ta wymaga tylko awarii jednego systemu izolacji do masy. Może to być rama modułu słonecznego, regały tablicy słonecznej, dach lub inne uziemione powierzchnie.
Często usterka może być uruchamiana jako jeden rodzaj usterki (np. usterka serii), ale przekształcić się w inny typ usterki (np. błąd równoległy).
Co może wywołać błąd łuku DC?
Podział ciągłości przewodu z powodu:
·Luźne połączenia z powodu słabej instalacji
·Luźne połączenia ze względu na niską jakość połączeń
·Korozja połączeń w czasie
Awaria systemu izolacji:
·Degradacja izolacji w czasie z powodu ekspozycji na promieniowanie UV
·Izolacja pękanie w czasie ze względu na zmiany temperatury (gorące–przeziębienie)
·Degradacja izolacji z powodu starzenia się
·Uszkodzenia izolacji przez gryzonie, owady, ptaki
·Uszkodzenie izolacji podczas montażu
·Uszkodzenie izolacji w przyszłych pracach budowlanych
·Wnikanie wody do kabli, przewodów.
·Wnikanie wody do izolatorów PRĄDU STAŁEGO ze słabej instalacji
·Przedostawanie się wody do izolatorów DC z powodu degradacji uszczelnień w czasie
·Wnikanie wody do falownika
·Wnikanie wody do modułu słonecznego lub skrzynki przyłączeniowej
Czy błędy łuku DC są czymś, czym należy się martwić?Tak
Usterka łuku DC została zidentyfikowana jako główna przyczyna ponad 400 pożarów budynków domowych i komercyjnych w Australii–pożary budynków, które zagrażają bezpieczeństwu osób i powodują uszkodzenie mienia. Awarie łuku DC powodują również znaczne uszkodzenia urządzeń słonecznych.
Najwyższej jakości komponenty okablowania DC mogą być wybierane i instalowane z największą starannością. Jednak izolacja kabla i degradacja przewodu nastąpi w czasie, co może spowodować usterkę łuku DC.
Jeśli widzisz lub słyszysz usterkę łuku DC, czy wyłączenie falownika może zatrzymać łuk?Nie
Błędy łuku DC występują na okablowanie DC w ramach układu słonecznego, w dowolnym miejscu wzdłuż okablowania DC od tablicy słonecznej na dachu do falownika ciąg, a nawet wewnątrz falownika ciąg. Wyłączenie falownika nie powoduje wyłączenia okablowania prądu stałego. Okablowanie DC od układu słonecznego do falownika jest na żywo, gdy świeci słońce i nie ma metody izolowania tego okablowania. Tak więc wyłączenie falownika nie ugasi usterkę łuku DC. W zależności od lokalizacji usterki, obsługa dachu DC Isolator może izolować usterkę i gasić łuk, jednak będzie to wymagało uzyskania dostępu do dachu i zlokalizowania odpowiedniego izolatora DC. Przerwanie usterki łuku DC z izolatorem nie jest pozbawione własnych niebezpieczeństw i byłoby traktowane tylko jako ostateczność.
Czy falowniki strunowe z wbudowaną ochroną przed usterkami łuku zapewniają ochronę przed wszystkimi typami usterek łuku DC?Nie
Istnieje kilka falowników ciągów dostępnych teraz z wbudowanym wykrywaniem błędów łuku. Jednak te NIE wykrywają i nie izolują wszystkich typów błędów łuku DC wymienionych powyżej.
Falowniki z wbudowaną identyfikacją wykrywania łuku dc usterką łuku DC przy użyciu szumu na okablowanie DC wytwarzane przez łuk. Po wykryciu łuku obwód DC na falowniku zostanie odizolowany. Spowoduje to wygaszenie'Serii'łuku, ale NIE gasi'Równoległe'Lub'Ziemi'łuku usterek. Okablowanie DC pod panelem słonecznym i do falownika pozostanie aktywne, gdy obwód DC jest odizolowany w falowniku. Równolegle lub usterka uziemienia będzie nadal łukować w systemach słonecznych za pomocą falowników ciągów z zabezpieczeniem przed usterkami łuku DC.
Czy błędy łuku DC występują tylko na izolatorach dc?Nie
Istnieje powszechne przekonanie wśród niektórych instalatorów słonecznych, że usterki łuku DC występują tylko w izolatorów DC. To nie jest poprawne. Usterki łuku DC występują wszędzie tam, gdzie występują połączenia w kablach PRĄDU STAŁEGO, awaria ciągłości kabla lub awaria izolacji. Dzieje się tak na modułach słonecznych, złączach DC, okablowaniu DC, połączeniach w izolatorach DC lub wewnątrz falownika.
Czy usunięcie izolatorów dachowych jest opcją zmniejszenia usterek łuku DC?Nie
Nieinstalowanie izolatorów dc na dachu z pewnością wyeliminuje możliwość ich niepowodzenia w przyszłości. Jednak podstawowa teoria elektryczna nakazuje, aby konieczne jest, aby być w stanie wyizolować generator energii elektrycznej jak najbliżej źródła. Na przykład, jeśli wystąpi usterka okablowania DC w jamie dachu lub w dowolnym miejscu między modułami słonecznymi a falownikiem strunowym, system musi być wyposażony w sposób wyłączenia zasilania w celu wyizolowania usterki. Jeśli dana osoba była na tyle niefortunna, aby wejść w kontakt z okablowaniem DC, standardową bezpieczną procedurą ratowniczą jest odizolowanie zasilania przed próbą ratowania.
Tak więc, chociaż usunięcie dachu izolatora DC może wydawać się łatwym sposobem zapobiegania im nie, nie jest praktyczne, aby opuścić system bez środków izolowania tablicy słonecznej w przypadku awarii lub wypadku.
Czy usunięcie izolatorów dc zapobiegnie usterce łuku DC?Nie
Usterki łuku DC występują wszędzie tam, gdzie występują połączenia w kablach PRĄDU STAŁEGO, awaria ciągłości kabla lub awaria izolacji przewodów. Jeśli izolator prądu stałego został zastąpiony skrzynką przyłączeniową lub skrzynką złącza DC, usterki będą nadal występować w tym momencie, jak również w innych punktach obwodu kontrolera domeny.
Najskuteczniejszym podejściem do zapobiegania usterkom łuku DC jest wyeliminowanie obecności niebezpiecznych napięć DC za pomocą mikrofalowników lub zastosowanie niektórych systemów zoptymalizowanych pod kątem dc z bezpiecznym dc.
Czy prawdopodobieństwo awarii łuku DC wzrasta wraz ze starzeniem się układów słonecznych z falownikami strunowymi?Tak
Prawdopodobieństwo uszkodzenia łuku DC wzrasta wraz z wiekiem systemów słonecznych. Dzieje się tak dlatego, że połączenia w okablowaniu DC korodują się z czasem, zwiększając impedancję, powodując ciepło i rozpad ciągłości połączenia, co powoduje usterkę łuku DC. Ponadto uszczelnienia na izolatorach, kanałach itp ulegają degradacji w czasie, umożliwiając wzrost wody, co może spowodować usterkę łuku DC.
Gryzonie, owady, ptaki mogą uszkodzić izolację, przyszłe prace mogą uszkodzić izolację lub izolację mogą po prostu ulec degradacji w czasie.
Czy to prawda, że tak długo, jak system słoneczny DC jest zainstalowany zgodnie z normami australijskimi (AS5033) i stosuje się dobrej jakości sprzęt i praktyki instalacyjne, system jest'Bezpieczne'?Nie
Odnotowano wiele przypadków pożarów, które rozpoczęły się z powodu sprzętu, który został uznany za'wysokiej jakości'w momencie jego instalacji, tylko zostały wycofane przez producenta lat później ze względu na wady produkcyjne lub konstrukcyjne. Często te wady pojawiają się dopiero po kilku latach pracy systemu.
Instalacja systemów słonecznych na rooves jest trudnym i czasami niebezpiecznym zadaniem, szczególnie w często gorących i niewygodnych warunkach. Warunki te nie sprzyjają doskonałemu wykonaniu, a chwilowy upływ koncentracji wymaga tylko chwilowego zaniku koncentracji, aby nie dokręcić skrzynki połączeniowej lub izolatora DC do prawidłowego momentu obrotowego–które ostatecznie ulegnie awarii z powodu wnikania wody. Praktyczne doświadczenie jest to, że nawet najlepszy handlowca może popełniać błędy od czasu do czasu i z systemów DC te błędy mogą mieć katastrofalne konsekwencje.
Australijskie standardy (szczególnie AS5033) dokładają wszelkich starań, aby wyeliminować wszystkie prawdopodobne przyczyny usterek łuku DC w układzie słonecznym. Istnieją rygorystyczne systemy kontroli w miejscu (znacznie bardziej niż jakakolwiek zwykła instalacja elektryczna) i nadal istnieje wiele przykładów katastrofalnych usterek łuku DC występujących na dc systemów słonecznych na co dzień w Australii. To samo powinno odpowiedzieć na pytanie, czy przestrzeganie obowiązujących norm australijskich jest wystarczające do wyeliminowania usterek łuku DC.
Jedynym sposobem na wyeliminowanie ryzyka awarii łuku DC jest wyeliminowanie niebezpiecznego napięcia DC z samego systemu lub zastosowanie technologii specjalnie zaprojektowanej w celu zmniejszenia napięcia systemu do bezpiecznych poziomów w przypadku usterki.
Czy regularna konserwacja może zapobiegać usterce łuku DC w systemach słonecznych z falownikami strunowymi i niezabezpieczonym okablowaniem DC?Nie
Istnieje powszechne przekonanie, że jeśli system słoneczny DC z niezabezpieczonym okablowaniem DC średniego napięcia jest zainstalowany zgodnie z australijskimi standardami AS5033 i regularnie utrzymywany, jest całkowicie bezpieczny. To nieprawda. Instalator słoneczny może regularnie utrzymywać układ słoneczny. Jednak nawet tej nocy po kontroli lub każdej nocy po kontroli gryzoń, possum itp może przebić się przez izolację okablowania DC. Kiedy słońce wschodzi panele słoneczne zaczynają wytwarzać energię, gołe przewody stają się żywe, powodując usterkę łuku DC i pożar budynku. Jest praktycznie niemożliwe dla instalatora słonecznego, aby sprawdzić wszystkie uszczelnienia są wodoodporne, zapobiegając przedostawaniu się wody, a także sprawdzić, czy wszystkie połączenia kablowe nie są skorodowane i podlegają wysokiej impedancji.
Po prostu nie ma programu konserwacji, który może zapobiec awarii łuku DC w systemach słonecznych z falownikami strunowymi i niezabezpieczonym okablowaniem DC.
Czy dzieje się tak tylko w Australii?Nie
Stany Zjednoczone przewodzą Australii w rozwiązywaniu tego problemu. W 2014 r. wprowadzono za pośrednictwem National Electric Code (NEC), wymogi szybkiego wyłączania na panelach słonecznych. To odłącza kabel PRĄDU STAŁEGO od dachu do falownika, gdy system jest wyłączony. Chociaż pomogło to, incydenty usterek łuku DC z układem słonecznym nadal. więc teraz planują wprowadzić środki zgodnie z NEC2017 o poziomie panelu słonecznego szybkiego wyłączenia, aby ograniczyć maksymalne napięcie DC w macierzy do 80V DC lub poniżej, gdy system jest wyłączony. Szybki wyłącznik poziomu panelu słonecznego zapewni lepsze bezpieczeństwo służbom ratowniczym i każdemu, kto może mieć kontakt z Układem Słonecznym.
Wielka Brytania rozpoznała problem i przeprowadzi szczegółowe dochodzenie w sprawie pożarów słonecznych spowodowanych przez usterki łuku DC.
(Odniesienie od https://www.acsolarwarehouse.com/)
